2019_20学年高中化学第3章自然界中的元素微型专题重点突破（五）课件鲁科版必修.pptx

1.了解氮的单质及其化合物的主要性质和应用。 2.掌握氨气、铵盐的性质。 3.掌握氨气的实验室制法和 的检验。 4.掌握硝酸的性质、硝酸与金属反应的规律及计算。,核心素养发展目标,微型专题 WEI XING ZHUAN TI,01,例1 将8 mL NO2和O2的混合气体通入倒立于水槽中装满水的量筒，充分反应后，剩余气体为1 mL，则原混合气体中NO2和O2的体积比可能为(气体体积在相同条件下测定) A.75 B.37 C.71 D.17,一、氮的氧化物与O2、H2O反应的相关计算,答案,解析,解析 (1)若剩余气体为NO，则由3NO2H2O=2HNO3NO得出NO2和O2与水反应后剩余NO2 3 mL，设原混合气体中O2的体积为x，则有： 4NO2 O2 2H2O=4HNO3 4 1 8 mL3 mLx x,V(NO2)V(O2)(81) mL1 mL71。,(2)若剩余气体为O2，设原混合气体中NO2的体积为y，则有： 4NO2O22H2O=4HNO3 4 1 y 8 mL1 mLy,V(NO2)V(O2)5.6 mL(85.6) mL73。,方法总结,(1)关系式法 NO和O2的混合气体通入水中 由2NOO2=2NO2和3NO2H2O=2HNO3NO得总反应方程式为4NO3O22H2O=4HNO3,NO2和O2的混合气体通入水中 由3NO2H2O=2HNO3NO和2NOO2=2NO2得总反应方程式为4NO2O22H2O=4HNO3,NO、NO2和O2的混合气体通入水中 先按3NO2H2O=2HNO3NO计算生成NO的体积，再加上原来混合气体中NO的体积，然后按(1)计算。 4NO2O2和4NO3O2从组成上均相当于2N2O5，、中的总反应都与N2O5H2O=2HNO3等效。当混合气体溶于水时可利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断：,(2)得失电子守恒法 当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。,变式1 一支试管中充有20 mL NO气体，倒置于水槽中，现向其中通入一定量的O2，试管内最终剩余4 mL气体，则通入O2的体积可能是 12 mL 15 mL 10 mL 19 mL A. B. C. D.,答案,解析,解析 NO、O2的混合气体溶于水时可由总反应4NO3O22H2O=4HNO3进行求算。剩余气体可能是NO，也可能是O2，进行如下讨论： (1)当剩余4 mL气体为NO时，则耗用的NO为20 mL4 mL16 mL，需通入的O2的体积为 16 mL12 mL。 (2)当剩余4 mL气体为O2时，则NO耗尽，需通入的O2的体积为 20 mL4 mL19 mL。,思维启迪,NO与O2反应为2NOO2=2NO2，NO2再与H2O反应：3NO2H2O=2HNO3NO，整个过程总反应为4NO3O22H2O=4HNO3，最终剩余的4 mL气体可能为NO或O2，分情况讨论，运用化学方程式进行计算。,二、喷泉实验原理及应用,例2 (2018西安调研)右图是某课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。下列有关操作中不可能引发喷泉现象的是 A.挤压装置的胶头滴管使稀盐酸全部进入烧瓶，片刻后 打开活塞 B.挤压装置的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片 刻后打开活塞 C.用鼓气装置从装置的a处不断鼓入空气并打开止水夹 D.向装置的水槽中慢慢加入适量的浓硫酸并打开止水夹,答案,解析,解析 依据喷泉实验原理，装置的胶头滴管中的稀盐酸全部进入烧瓶后，烧瓶中的Cl2不会大量溶解，也就不会形成较大压强差，故无法形成喷泉。,思维启迪,喷泉产生的本质原因是容器内外产生足够大的压强差。产生压强差的方法有 (1)减小容器内气体的压强，如液体将气体吸收或与其反应等。 (2)增大容器外的压强。,变式2 某同学仿照喷泉实验原理在实验室里做了一个“喷泉实验”。 如图所示，在甲、乙两个烧瓶中分别装入X、Y两种无色气体，胶头滴管中盛有酚酞溶液，实验时将酚酞溶液挤入甲烧瓶中，可观察到酞酚溶液变红；然后打开弹簧夹，便可看到甲烧瓶中的导管喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。则X、Y分别为,答案,解析,A.NH3和HCl B.HCl和NH3 C.SO2和HCl D.NO和HCl,解析 要想产生“喷烟”现象，应具备两个条件：一是形成压强差，二是两种气体反应会生成白烟，排除C、D项。 由甲中溶液颜色发生变化，结合题给条件“胶头滴管中盛有酚酞溶液”可知，甲中气体显碱性，即X为NH3，故Y为HCl，选A。,思维启迪,不管是“喷泉”还是“喷烟”，利用的都是气体溶解或反应造成压强减小，形成压强差，抓住实质就可轻松解题。,回答下列问题： (1)若用装置制取NH3，其反应的化学方程式为_ _；若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是_(填装置序号)，装置中所盛试剂应具有的性质是_ _。,三、氨的实验室制法,例3 某同学用下列装置(固定及夹持装置、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。,2NH4ClCa(OH)2 2NH3,CaCl22H2O,氨气难溶于该试剂，且该试剂不易挥发，,答案,解析,不与氨气反应,解析 装置适用于“固固”加热制取气体，制取NH3时试剂选用NH4Cl和Ca(OH)2。若要测定生成NH3的体积，必须用排液体法，而NH3极易溶于水，故不能用排水法，所用的液体必须不易挥发、不与NH3反应且不溶解NH3才行。,解析 装置是“固液”不需加热的制气装置，制取NH3时，可选用浓氨水和碱石灰等。,(2)若用装置制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂是_，分液漏斗中装的试剂是_，收集装置应选择_(填装置序号)。,答案,解析,CaO(或NaOH或碱石灰)固体,浓氨水(或浓NH4Cl溶液),易错警示,(1)制取氨时所用的铵盐不宜用硝酸铵、碳酸铵或碳酸氢铵。因为在加热过程中，NH4NO3可能发生爆炸；而(NH4)2CO3、NH4HCO3受热易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。 (2)“固固”加热制取NH3时，消石灰不能用NaOH、KOH代替，一方面Ca(OH)2比NaOH便宜，另一方面NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3，且在加热条件下易腐蚀试管。 (3)氨是碱性气体，不能用酸性干燥剂(浓硫酸、P2O5等)干燥，也不能用CaCl2干燥，因为CaCl2可以吸收NH3生成CaCl28NH3。,解析 实验室制取氨气的方法有：铵盐与碱加热制取氨气，常用NH4Cl与Ca(OH)2反应，固体与固体反应，因为有水生成，试管口应向下倾斜，错误； 在浓氨水中加入CaO，CaO与水反应使溶液中c(OH)增大，消耗了水，并且放出大量的热，使NH3H2O分解放出氨气；加热浓氨水，加快氨气挥发。是错误的，因为氯化铵分解生成的NH3与HCl冷却后又生成NH4Cl，不能得到NH3。,A. B. C. D.,变式3 下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是,答案,解析,方法总结,实验室制取氨的3种其他方法,四、金属与HNO3反应的规律和相关计算,例4 将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答： (1)NO的体积为_ L，NO2的体积为_ L。,答案,解析,5.8,5.4,设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。 根据气体的总体积为11.2 L，有：xy0.5 mol 根据“得失电子守恒”，有：3xy0.51 mol2 式中，左边为N得电子数，右边为Cu失电子数，得失电子数相同。 解得：x0.26 mol，y0.24 mol。 则：V(NO)0.26 mol22.4 LmoL15.8 L， V(NO2)11.2 L5.8 L5.4 L。,解析 参加反应的HNO3分为两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被还原成NO2和NO，所以参加反应的HNO3为0.51 mol20.5 mol1.52 mol。,(2)参加反应的HNO3的物质的量是_。,答案,解析,1.52 mol,变成气体的HNO3的物质的量为0.5 mol。 加入NaOH溶液至恰好使溶液中Cu2全部转化为沉淀，则溶液中只有NaNO3，其物质的量为103aV mol，也就是以 形式留在溶液中的HNO3的物质的量为103aV mol。,(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a molL1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为_ molL1。,答案,解析,(4)欲使铜和硝酸产生的气体收集于一倒置于水槽的容器中，当通入标准状况下O2 _ L时，使水充满容器。,答案,解析,5.7,解得V(O2)5.7 L。,方法技巧,“4法”突破金属与HNO3反应的计算,变式4 在某100 mL的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4 molL1、0.1 molL1，向该混合液中加入1.92 g 铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中铜离子物质的量浓度(molL1)是 A.0.15 B.0.225 C.0.35 D.0.45,答案,解析,物质的 0.03 0.06 0.04 x,量(mol),请回答下列问题： (1)检查装置气密性后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至炽热状态，伸入三颈烧瓶中，并塞紧瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三颈烧瓶中气体的颜色为_，产生该气体的反应的化学方程式是_。,例5 某化学小组采用如图所示装置，对浓硝酸与木炭的反应进行研究(已知：4HNO3 4NO2O22H2O)。,答案,解析,五、硝酸性质综合实验,红棕色,C4HNO3(浓) 4NO2CO22H2O,解析 装置A中发生的是浓硝酸与木炭的反应，生成NO2、CO2和H2O，三颈烧瓶中显示的是NO2的红棕色。,解析 由于Ba(OH)2溶液足量，故NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液分别生成Ba(NO3)2和BaCO3，BaCO3以沉淀形式析出。,(2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，炽热的木炭与浓硝酸反应后可观察到C中出现白色沉淀，该白色沉淀为_(填化学式)。,答案,解析,BaCO3,解析 为防止装置C中酸性气体溶解而导致C中溶液进入三颈烧瓶，装置B应为防倒吸装置。,(3)装置B的作用是_。,答案,解析,防倒吸,解析 NO能与O2反应生成红棕色的NO2，A项正确； NO和O2均不具有酸性，B项错误； O2能使带火星的木条复燃，而NO不能，C项正确。,(4)装置D中收集到了无色气体，有同学认为是NO，还有同学认为是O2。 下列对该气体的检验方法合适的是_(填字母)。 A.敞口观察装置D中集气瓶内气体的颜色变化 B.将湿润的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察蓝色石蕊试纸是否变红 C.将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃,答案,解析,AC,解析 装置A中的浓硝酸除与木炭发生反应外，还会发生分解反应：4HNO3 4NO2O22H2O。,如果D中集气瓶内收集到的无色气体是氧气，则氧气的来源是_。,解析,答案,浓硝酸的分解,思维启迪,变式5 下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是,答案,解析,A.由中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体不能表明中木炭与浓硝酸发生了反应 C.由说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D.的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应,解析 中浓HNO3受热分解，发生反应4HNO3(浓) 4NO2O22H2O，产生的气体为混合气体，故选项A正确； 由可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2，所以“产生红棕色气体”不能说明中木炭能与浓硝酸发生反应，故选项B正确； 根据和，浓硝酸反应产生红棕色NO2时需要加热，所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触。同时，N元素化合价降低，所以生成的NO2为还原产物，故选项C正确； 红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2，故选项D错误。,例6 如图表示某些物质之间的转化关系，每个字母代表一种物质，部分产物已略去。A是一种酸式盐，也是一种常用的化学肥料，B是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的无色气体，D是无色无味气体。,答案,解析,六、氮及其化合物之间的转化,回答下列问题： (1)物质A的名称是_。,碳酸氢铵,解析 A与NaOH固体加热反应生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的无色气体B，B是NH3，A是铵盐，D是无色无味气体，由BDE，EDF可推测D为O2，则E为NO，F为NO2，NO2与H2O反应生成HNO3(G)，在加热条件下HNO3与木炭反应生成NO2和CO2，即C为CO2，A为NH4HCO3。,(2)写出物质B的一种主要用途_。 (3)写出实验室制取气体B的化学方程式：_； 写出工业上制取气体B的化学方程式：_。 (4)写出下列反应的化学方程式： BE_； FG_。,制氮肥(或制硝酸或做制冷剂),2NH4ClCa(OH)2 CaCl22NH32H2O,答案,3NO2H2O=2HNO3NO,思维启迪,解无机框图推断题，首先寻找“突破口”。“突破口”常常是物质的颜色、状态、气味、用途、反应现象、反应条件、反应物特征性质以及反应类型等。如本题突破口有： (1)颜色及特殊性质：与碱反应放出气体，推知铵盐和氨气(能使湿润红色石蕊试纸变蓝色)，与酸和碱均反应放出气体的物质为弱酸酸式盐，如NH4HCO3、NH4HSO3、NH4HS。 (2)物质用途：用作氮肥的盐可以是铵盐等。,A.N2 B.NO2 C.NH3 D.NO,解析,变式6 已知X、Y、Z、W(含同一元素)有如下所示转化关系，且X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐，则X可能是,返回,答案,解析,。,考题精选 KAO TI JING XUAN,02,1,2,3,4,5,6,1.都能用如图所示装置进行喷泉实验的一组气体是(注：烧杯内为NaOH溶液) A.HCl和CO2 B.NH3和H2 C.SO2和CO D.CO2和CO,答案,7,解析 在上述气体中，H2、CO不溶于NaOH溶液，也不与NaOH溶液反应，所以不能做喷泉实验，而HCl、SO2、CO2不仅可溶于NaOH溶液还可与NaOH溶液反应，所以能形成喷泉。,解析,1,2,3,4,5,2.(2018青岛检测)下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，其中能达到实验目的的是 A.用装置甲制备氨气 B.用装置乙除去氨气中的少量水 C.用装置丙收集氨气 D.用装置丁吸收多余的氨气,解析 A项，加热固体，试管口应略向下倾斜，错误； B项，NH3是碱性气体，不能用浓硫酸干燥，错误； C项，用橡胶塞堵住集气瓶口，空气排不出来，应去掉橡胶塞，在瓶口加一团棉花，错误； D项，干燥管起防倒吸的作用，正确。,答案,解析,6,7,1,2,3,4,5,3.一定温度下，1 mol金属铜与足量某浓度的硝酸完全反应，生成NO2和NO的物质的量之比为13，则反应过程中转移的电子为 A.2 mol B.3 mol C.4 mol D.5 mol,答案,解析,6,7,解析 由题意可知，硝酸过量，铜完全反应，根据得失电子守恒可知，铜失去的电子数HNO3得到的电子数反应中转移的电子数。1 mol金属铜全部转化为Cu2时失去2 mol电子，因此该反应过程中转移的电子数为2 mol。,1,2,3,4,5,4.将a mL NO、b mL NO2、x mL O2混合于同一试管里，将试管口倒插于水中，充分反应后试管内气体全部消失，则用a、b表示的x的代数式是,答案,6,7,解析,解析 氮的氧化物与O2和H2O反应生成HNO3时，只要满足氮的氧化物中的N与氮的氧化物中的O和O2中O的和的比为25即可全部转化，没有气体剩余。,1,2,3,4,5,6,7,(1)反应开始后，试管a中除看到木炭剧烈反应直至最后消失外，还观察到的现象是_。,5.将加热至红热的2.4 g木炭投入盛有足量的12 molL1浓硝酸的试管中，立即塞好塞子，如图所示连接好装置(已检查装置气密性)。,答案,解析,试管上部充满红棕色气体,1,2,3,4,5,6,7,解析 木炭与浓硝酸发生反应：C4HNO3(浓) CO24NO22H2O。混合气体通入b中，由于NO2与水反应生成的HNO3(足量)中和了Ca(OH)2，故试管b中最终无沉淀产生；从b中出来的气体NO和CO2通入c中，CO2会和Ba(OH)2反应，经计算知CO2过量，d中的NaOH溶液能够吸收未反应的CO2，e中收集到的气体为NO。,(2)试管b中最终_(填“有”或“无”)沉淀产生，原因是_ _。 (3)试管c中发生反应的化学方程式为_ _。,1,2,3,4,5,6,7,答案,无,NO2与水反应生成的,HNO3(足量)中和了Ca(OH)2,Ba(OH)2CO2=BaCO3H2O，BaCO3,CO2H2O=Ba(HCO3)2,(4)集气瓶e中最后收集到的气体为_，理论上该气体的总体积为_L(标准状况)，实际数值_(填“大于”或“小于”)这个数值。 (5)若向e中通入O2至液体又重新充满整个集气瓶，则通入O2的体积为_L(标准状况，按生成气体的理论值计算)。,1,2,3,4,5,6,7,答案,NO,6.0,小于,4.5,1,2,3,4,5,6,7,6.硝酸是极其重要的化工原料，工业上将NO2在密闭容器中用水多次反复循环吸收制备硝酸。 请回答下列问题： (1)工业上用水吸收NO2生产HNO3，生成的气体经多次氧化、吸收的循环操作充分转化为硝酸(假定上述过程无其他损失)。试写出上述反应的化学方程式：_。,答案,4NO2O22H2O=4HNO3(或3NO2H2O=2HNO3NO、2NOO2=2NO2),检查装置气密性良好后，为观察到NO气体生成，打开K1，关闭K2，应从U形管的长管口注入稀硝酸至_后，迅速关闭K1，观察到U形管内的现象是_ _。 装置中发生反应的化学